热电材料的现状及特点

随着环境和能源的问题日益突出,热电材料的发展倍受关注。论述了热电效应的基本原理,分析了几种近年来研究的热电材料的结构及特点。     

热电材料的现状及特点

随着环境和能源的问题日益突出,热电材料的发展倍受关注.论述了热电效应的基本原理,分析了几种近年来研究的热电材料的结构及特点.     

半导体制冷技术的研究现状及发展方向

半导体制冷技术是一门以热电制冷材料为基础的新兴制冷技术.通过阅读大量文献,从热电材料、结构设计、冷热端散热方式3个方面对半导体制冷技术近年来的研究热点和成就进行了总结和论述,并指出了半导体制冷技术的发展方向.热电材料决定了优值系数Z,可以从根本上提高材料的制冷性能,但研究难度较大,发展缓慢;优化结构设计可以有效地提高制冷单元的实际性能系数,重点在于优化尺寸因子G和热电阻,缺点是实际加工工艺复杂;减小热电偶冷热端的温差有利于提高制冷量,可以大幅提高制冷系数,有效的散热方式是提高半导体制冷效率的重要因素.     

小空间半导体制冷的实验研究

在对半导体制冷实验研究的基础上,模拟小空间(1m3)的制冷环境,对影响半导体制冷的因素进行了讨论.实验结果表明,半导体热电堆两端的散热器和散冷器的结构是影响半导体制冷效率的一个很重要的因素,热电堆的工作电压和电流与制冷效率也有着密切的关系.该研究结果对半导体制冷技术在实际空调系统的进一步发展和应用具有一定的指导意义.     

小型热电联供沸水堆CR-200研究

为了扩大 ２００ ＭＷ核供热堆（ＮＨＲ－２００）的应用范围并改善其经济性，初步探讨了在ＮＨＲ－２００的技术基础上，发展热电联供小型反应堆的可能性。提出了核反应堆实现热电联供的几种可能方案，并用编制的计算机程序对其效益进行了分析；提出了小型热电联供沸水堆ＣＲ－２００的一回路方案设计，用最佳热工水力估算程序ＲＥＴＲＡＮ－０２和编制的蒸发器设计程序对ＣＲ－２００作了初步的一回路稳态热工设计和稳定性分析。结果表明，以ＮＨＲ－２００为基础并作一些改进，有可能发展成为小型热电联供沸水堆ＣＲ－２００，该堆具有比低温供热堆ＨＲ－２００更好的经济性。     

热电材料断裂力学及热电转换效率研究的若干进展

热电材料作为一种新型功能材料可以将热能与电能相互转换,其断裂力学问题以及热电转换效率受到越来越广泛的关注,国内外许多学者开展了大量的研究工作.基于作者近几年在热电材料断裂力学和热电转换效率方面开展的研究工作,从理论分析、数值模拟和实验研究3个方面,综述了热电材料断裂力学问题的最新研究进展以及提高热电转换效率的研究成果.最后对未来热电材料断裂力学及热电转换效率的研究进行了展望.     

半导体热电材料Bi2Te3膜的电化学制备

研究了不同沉积电位对电化学生长半导体热电材料Bi2Te3膜沉积过程、膜形貌、结晶性及相结构的影响。利用I-V循环扫描曲线分别研究了纯Bi3 、纯Te4 及其两种离子的混合溶液电化学特性;应用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子能谱(EDS)对膜的微观表面形貌、相结构及成分进行了表征。研究表明:生长的样品为斜方六面体(rhombohedral)晶体结构的Bi2Te3,薄膜表面平整致密,为明显的柱状晶结构,具有(110)择优取向;沉积电位越接近还原峰最大电流处,膜的生长电荷效率越高,薄膜结晶性也越好。     

自旋翻转系数对量子点系统热电的影响

基于电子共隧穿分析点内自旋翻转和电极内翻转效应对量子器件热电特性的影响,进而寻找系统内热电输运的最佳条件。电导光谱的位置只决定于自旋翻转系数±η,随着自旋翻转系数的增加,两个峰的位置逐渐地向两边移动。电子通道的宽度随着电极的极化强度、无量纲比值和铁磁电极磁化的改变而改变,电导谱的幅值取决于极化强度、无量纲比值和铁磁电极磁化的夹角θ。随着铁磁电极的磁化夹角θ逐渐增加,在spin-majority电子通道中的电导光谱逐渐增加,而spin-minority电子通道中电导光谱逐渐的减小。在无量纲常数α极小值范围内可以等到最佳的热电效应。     

家用半导体制冷采暖系统的研究

本文在半导体制冷技术的理论分析和实验研究基础上，对家用半导体制冷采暖系统中各分系统的优化以及它们之间的最佳匹配问题进行了讨论，提出了基本的设计原则，对半导体制冷技术在家用空调系统中的进一步发展和应用具有一定的指导意义．     

半导体热电转换单元发电性能的变物性计算模型

为实现半导体热电转换单元发电性能参数的计算,在分析已有的常物性计算模型的基础上,提出了全新的变物性计算模型,该模型包括半导体颗粒温度场分布的求解、材料特性参数的计算和发电性能参数的计算3个部分.在不同工作条件下,分别利用常、变物性计算模型进行发电性能参数的计算,并将计算结果与ANSYS有限元仿真结果进行对比.结果表明变物性计算模型能够较大程度地减少误差,是对常物性计算模型的有效改进.     

基于半导体致冷器数学模型的TEC制冷系统的效率估算

为了对半导体制冷系统的制冷效率进行估算，通过建立半导体致冷器(TEC)的数学模型，并结合机械连接形式的TEC制冷系统，给出了半导体制冷系统制冷效率的估算公式．     

热电发电机的性能优化与比较

考虑了热电发电机外部、内部的传热不可逆性和焦耳热的不可逆性,借助表征外部、内部不可逆性的装置设计参数,以负载与内阻的偶合比m=RL/R为变量,对其最大热效率状态与最大输出功率状态的性能进行了优化分析与比较,给出了协调热效率与功率的优化准则1≤m≤1+Z.     

比喻是一种修辞格吗?——兼论修辞格的定义

对比喻的辞格身份提出了质疑。文章认为根据现行的辞格定义,比喻不是辞格,因为比喻不符合辞格定义的双重标准———特定的表达效果和特定的表现形式。比喻没有形式标记。文章指出如要把比喻当作辞格,就必须修改辞格的定义。     

汤姆逊效应和附加热阻对热电模块性能的影响

针对热电模块运行过程中的影响因素,考虑汤姆逊效应和陶瓷板、金属导流片、接触表面等产生的附加热阻,建立了新的热电能量平衡方程,并据此研究了汤姆逊效应与附加热阻对热电模块的输出功率、热电转化效率及效率的影响规律.结果表明:在本文计算条件下,汤姆逊效应及附加热阻对热电模块性能的影响随着热电模块工作电流的增加而增大;同时,汤姆逊效应和附加热阻均使得热电模块的最大输出功率、最大热电转化效率对应的最佳工作电流减小,这一点在热电发电装置的设计时必须予以考虑.     

高优值P型(BiXSb1-X)2Te3热电材料的优化制备工艺

根据影响 P型 (Bi XSb1 - X) 2 Te3半导体热电材料优值系数的主要因素和大量实验结果 ,采用高纯原料、筛选配方、慢速区熔长晶及退火等优化工艺 ,在晶锭的相当长的范围内获得了晶体结构完整、热电性能均匀、优值系数高达 3.46的半导体热电材料     

Fabrication and performance evaluation of the thermoelectric generation and performance measuring system

A novel thennoelectric generating and performance measuring system （TGPMS） was designed and fabricated. TGPMS can not only achieve the function of thennoelectric generation, but also measure the thennoelectric performance parameters of the bismuth-telluride-based thennoelectric device accurately. These thennoelectric performance parameters mainly include the dependence of the Seebeck coefficient of the thennoelectric device on the device＇s temperature in the low temperature range （about 40 ~ 190~C ）, and the dependence of the power output and thermoelectric conversion efficiency on the temperature dif- ference or output load. With the optimum load, the optimal value of the power output is 3.39W when the temperature difference reaches 231.2~C, and the optimal value of the conversion efficiency is 3.22% when the temperature difference reaches 208.9~C. TGPMS provides an experimental foundation for the application of the thennoelectric generators in the space field.     

高功率半导体整流管芯片散热效率计算仿真研究

为了保证芯片性能,避免芯片受损,对高功率半导体整流管芯片散热效率进行计算和仿真研究。通过有限体积法进行热计算,利用质量守恒方程、能量守恒方程以及动量守恒方程对热传递问题进行描述,确定高功率半导体整流芯片边界条件,给出散热效率计算公式。在恒温室的防风罩中进行测试,依据模型和边界条件,通过ANSYS参数化编程语言APDL构建高功率半导体整流芯片三维有限元模型,分析芯片散热情况。研究平行排列微通道、正交网络结构、螺旋环绕结构和树枝分形结构微通道下芯片散热效率。向有限元模型整流管芯片主体施加热载荷,获取不同基板材料的温度分布情况,得到不同基板材料下芯片散热效率。结果表明,高功率半导体整流管芯片微通道应选用树型结构,基板材料应选择Cu/Si C复合基板。     

基于半导体温差发电的电锻煤炉余热回收研究

青铜峡铝业集团电锻煤炉是耗电将煤转化成无烟煤的设备,其排烟温度达到590℃,高温烟气排放导致大量余热的浪费.本文根据半导体温差发电器的特点及其发电性能,研究利用半导体温差发电对电锻煤炉余热的回收利用,并设计计算电锻煤炉的余热发电.     

半导体温差发电器的热力学准则和性能参数

应用非平衡态热力学和有限时间热力学理论,导出了半导体温差发电器输出功率和效率的一般表达式;兼顾输出功率和效率,给出了半导体温差发电器优化性能的热力学准则;分析了效率随塞贝克系数与汤姆孙系数之比的变化,指出塞贝克系数与汤姆孙系数之比是半导体温差发电器的一个重要性能参数.